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Cell重大突破:多能干细胞变“全能” 可分化任意类型细胞

2014/09/13 来源:生物探索
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导读
近日,多国科学家合力,实现了干细胞研究领域的重大突破。研究人员对人类多能干细胞进行“重置”,恢复其最原始的状态,让多能干细胞也可像胚胎干细胞一样分化成任意类型的细胞。相关研究发表在《细胞》杂志上。


近日,EMBL-EBI(欧洲分子生物学实验室暨欧洲生物信息学中心,European Molecular Biology Laboratory-European Bioinformatics Institute)的研究人员解决了干细胞生物学领域的一个长期挑战,他们成功“重置”了人类多能干细胞的原始状态,在这个原始状态多能干细胞能够分化成任何类型的细胞。

这项研究由 EMBL-EBI和剑桥大学共同领导,来自英国、德国和日本三国的科学家参与了这项研究,相关论文发表在《Cell》杂志上。

胚胎干细胞具有体外培养无限增殖、自我更新的特点,能够被诱导分化成任何类型的细胞。目前,科学家只能恢复“成年”的人体细胞(如,肝、肺或皮肤)成为多能干细胞,而多能干细胞只能分化成一些特定类型的细胞。然而,随着诱导多能干细胞技术的出现,驱动特定类型的人体细胞回到最原始的状态(类似胚胎干细胞的状态,可以分化成任何类型的细胞)将有可能实现。


消除多能干细胞记忆

科学家们通过一种新方法表达了两种不同的基因,NANOG和KLF2,它们具有重置细胞的功能。然后,他们通过抑制特定的生物学途径不停的重设细胞,最终形成的细胞能够分化成各种类型的细胞。

在细胞不断确定身份的过程中,它们会形成一些表观遗传标记,最初的胚胎干细胞具有较低的DNA甲基化水平。对重置的人类多能干细胞和小鼠胚胎干细胞进行表观遗传学分析发现,这些重置的细胞几乎整个基因组甲基化标记都丧失了,这恰好证实了它们与胚胎干细胞的相似性,表明多能干细胞消除了它们先前所属的细胞谱系的记忆,变成白纸一般,具有无限的分化能力。

干细胞应用新突破

参与该研究的 Austin Smith教授说:“我们的研究结果表明,将人体细胞像“倒带”一样回归到最初的状态也不是不可能。这些基态细胞是人类胚胎组织形成的真正起点。”

这项研究是人类干细胞应用方向上的一个重大突破,将有助于用特定的细胞筛选药物,为移植提供可靠的细胞来源;也为再生医学带来了新的希望。

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